参考文档自然基金结题报告范文模板 12页.docx
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参考文档自然基金结题报告范文模板12页
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自然基金结题报告
国家自然科学基金
资助项目结题报告
填表日期：
201X年2月18日
国家自然科学基金委员会制（201X年11月）
关于填报《国家自然科学基金资助项目结题报告》的说明一.国家自然科学基金资助项目结束后，项目负责人须按要求认真填报《国家自然科学基金资助项目结题报告》（简称《结题报告》），以此作为资助项目研究工作的重要档案，并作为项目验收和评估的主要依据。
二.项目负责人及其合作者应认真阅读自然科学基金资助项目和财务管理的有关规定、办法（查阅/retype/zoom/94e43eefb8f67c1cfad6b813?
pn=2&x=0&y=7&raww=122&rawh=65&o=png_6_0_0_134_51_51_27_893.25_1263.375&type=pic&aimh=65&md5sum=90c6cd75a99741abce5a3d06ddde8d9b&sign=2acbce6222&zoom=&png=5522-7610&jpg=44756-45738"alt="自然基金结题报告">
国家自然科学基金资助项目《结题报告》撰写提纲与说明
基金资助项目《结题报告》总体结构上分为：
1）报告正文、2）成果目录表、
3）成果数据统计表、4）项目负责人签字及部门审核意见表、5）附件材料，请项目负责人参照以下提纲及其说明认真撰写，并可根据需要自行增设栏目或补充必要的图表。
《结题报告》要求全面地反映资助项目的工作情况和研究进展，如实地体现资助项目的研究计划要点、执行情况、主要进展与成果、人才培养、合作交流、经费使用以及研究计划调整等情况，重点描述研究进展与重要的研究成果。
请精心撰写并认真核对，确保“内容真实、数据准确”。
在撰写风格上请注意“重点突出，语言精练、准确”，做到“结构合理，层次分明，标题突出，条目清晰”，必要的地方可图表、图文并茂。
《结题报告》撰写完毕后，请删除不再需要保留的说明，如填表说明等，使最终的版面更加简洁、美观、大方。
一、报告正文。
参照提纲格式自由撰写，并可以根据需要分解或增设栏目。
要求层
次分明、条目清晰、内容准确。
主要栏目为:
1、摘要，关键词，abstract，keywords。
以深入浅出的语言简明扼要地概括出项
目的精华，如背景、方向、主要内容、重要结果、关键数据及其科学意义等。
关键词和keywords各不超过5个，并用分号隔开。
2、研究计划要点及执行情况概述。
是否按计划进行，哪些内容作了必要的调整和
变动，哪些研究内容未按计划进行，原因何在。
3、研究工作主要进展和所取得的成果。
本部分内容是《结题报告》的核心部分，
也是基金资助项目中最有学术价值和可供其它研究者进一步研究的基础，要求项目负责人和承担者实事求是地认真撰写，包括代表性成果介绍，说明其水平和影响，并简要阐述其科学意义或应用前景等。
视情提供必要的国内外动态和研究成果的比较，必要的参考文献出处等。
对重要的研究进展或成果，请尽可能“一事一议”，分段撰写，以便今后成果展示或管理汇报时可以整段地剪贴引用。
对在后面成果目录表及统计数据表中的一些内容，如国际学术奖、数据库、软件等，应在本部分中具体地描述。
最后，根据个人的实际贡献等,概述本项目研究人员的合作与分工，列出项目执行期间主要研究人员和中途调离、退出的研究人员的名单，并简要说明原因。
4、国内外学术合作交流与人才培养情况（如无，可以不写）。
组织国内外学术活动的情况，包括会议主题、内容、规模、时间、地点、效果等。
国际会议大会特邀报告及参加组委会情况等，请提供邀请信等必要的复印件。
研究生培养情况,列出研究生姓名、研究方向、论文题目、导师姓名、已答辩或预计答辩的年月。
促进研究成果的传播、应用情况，包括科普等。
5、存在的问题、建议及其他需要说明的情况。
包括项目研究工作中的难点和经验，
本项目研究是否达到预期目标，如未达到，请分析原因和可能的解决途径。
今后进一步研究的建议和设想。
注：
基础研究具有一定的探索性，研究过程中的结果、不成功的试验以及不理想的结果都可能具有参考价值，即使失败的经验也是有价值的。
如有此类情况，请具体描述研究过程，列出试验条件、现象等要点，其目的是总结经验，使其他研究者少走弯路。
二、研究成果目录和数据统计表。
为了规范管理，获得准确的统计数据，如实反映自然科学基金资助项目的研究成果，要求数据必须准确并保证几个表的数据相对应、一致。
成果类型分为“获奖、专利、专著、期刊论文、会议论文、其他”六大类，请归类集中填写，逐类单独编号；未标注“国家自然科学基金资助及批准号”的论文排在相应类别的后面，无正式录用证明的论文暂不列入，表格不够可自行增加；成果名称栏目填写论文题目或专利或奖励名称；主要完成人根据作者或获奖人实际情况按顺序填写，并在论文通讯作者后加*标注；成果说明栏目分别按以下格式填写：
1）期刊论文按“全部作者，论文题目，刊物名称﹒卷（期）﹒起-止页码，年
月（SCI,EI,ISTP,ISR收录，如是该类杂志）”格式填写说明；
2）会议论文按“国际/国内，特邀报告/口头报告/墙报展示，全部作者，论文
题目，会议名称，时间，地点”格式填写说明；
3）专著按“全部作者，书名、出版社，出版时间，字数，发行量”格式填写说
明；
4）专利按“获准专利国别，类别，专利号，获专利时间”格式填写说明；
5）获奖按“授奖单位，授奖时间，奖励名称，等级”格式填写说明。
6）其他，根据实际情况填写并做必要的说明。
是否标注“国家自然科学基金资助及项目编号”的情况，请根据实际情况在标注栏中说明；选项为①标注资助号，②未标资助号，③空白（表示什么也没标）。
被SCI或EI、ISTP、ISR收录的，除注明是否标注国家自然科学基金资助外，尚需加填SCI或EI等缩写词；
三、附件材料，随纸制结题报告，提供所要求和其他必要的材料。
1.提供不超过6篇代表性论著的原件或复印件，其余论著提供首页和有标注
国家自然科学基金项目资助页的复印件，研究生学位论文提供封面复印件。
装订顺序须与研究论著目录中的排序一致;
2.已录用的稿件除首页和标注页之外，须附编辑部录用证明的复印件；
3.大会特邀报告须提供邀请函以及会议文集有关目录的复印件；
4.研究成果附件（科学技术鉴定证明书、奖励证书、专利证书的复印件），装
订顺序须与研究成果目录中的排序一致。
项目摘要
报告正文
1、研究计划及完成情况
研究计划要点：
201X年度建立和完善无级变容量制冷系统各部件特性试验台，完成部件特性试验，建立各部
件动态数学模型；
201X年度完成无级变容量制冷系统动态模型，进行小扰动和大扰动情况下的系统稳定性分析；
改建和完善无级变容量制冷系统动态特性试验台，并进行系统稳定性试验研究；
201X年度分析影响无级变容量制冷系统稳定性的主要因素，得出其稳定特性区域，发展无级
变容量制冷系统稳定性理论。
本项目通过三年的研究工作，已完成项目计划内容。
此外为了达到项目研究目的，还对变排量压缩机汽车空调系统的稳态特性进行了研究，发现了系统性能带的特性；对VRF空调系统复杂管网系统的变频率特性、系统优化和控制策略进行了研究。
2、主要研究成果
本项目的主要研究成果和结论：
（1）大扰动情况制冷系统稳定性试验研究表明，节流装置进口两相或蒸发器出口两相是系统振荡的必要条件，而不是充分条件。
据此提出“保守稳定域”概念并对变排量压缩机汽车空调制冷系统保守稳定域进行了分析，丰富了制冷系统稳定性理论。
（2）对变排量压缩机汽车空调和VRF空调系统的小扰动稳定性研究发现，现有系统匹配合理，不存在小扰动稳定性问题。
（3）对VRF空调系统的大扰动振荡现象分析发现，系统振荡不是该系统的固有问题，而主要是系统各分支控制不当造成。
（4）研究首次发现，由于压缩机运动部件之间的摩擦力造成变排量压缩机“调节滞区”，变行程方式下的参数关系为多值对应关系而非传统的单值对应关系。
（5）开发完成了变排量压缩机汽车空调系统动态仿真软件和基于两相流体网络模型复杂制冷系统仿真软件。
（6）发明了活塞行程测量装置，为活塞行程调节类变容量压缩机特性研究提供了有力手段。
共发表（含收录）科技论文31篇，其中SCI收录3篇，SCI源期刊接受7篇，Ei收录6篇，ISTP收录1篇，国际会议7篇，全国优秀论文奖论文3篇；另外向SCI源期刊投寄论文5篇；获国家发明专利和实用新型专利各1项。
以下从试验测试系统开发、部件特性分析、系统仿真软件、系统稳定性试验研究、系统稳
定性分析五个方面对研究成果进行表述。
2.1试验测试系统开发
根据变排量压缩机结构，提出测量斜盘在主轴中心线上的位移，然后根据几何关系确定活塞行程的测量方法，开发了变排量压缩机活塞行程测量装置（图1）。
该测量装置的发明解决了变排量压缩机及其系统特性研究的瓶颈问题，在201X普渡压缩机国际会议上受到国际同行关注
和广泛好评。
1－主轴和驱动凸耳部件；2－旋转轴颈；3－滑动轴套；4－轴颈插销；5－销；6－传动杆；7－密封垫片；8－密封螺母；9－电感式行程传感器；10－滑动接头
另外，根据项目研究需要，还先后开发了控制阀特性试验装置、热力膨胀阀特性试验装置、压缩机特性试验系统；根据原有试验系统，改建完善了汽车空调动态特性试验台和VRF空调系统试验台。
以上试验测试系统的开发为项目研究提供了有力的试验手段。
2.2部件特性分析
采用试验研究和理论分析相结合的方法揭示变排量压缩机汽车空调系统和VRF空调系统的主要部件特性，为开发系统仿真软件和分析无级变容量制冷系统稳定性奠定基础。
（1）变排量压缩机控制阀
对目前常用的控制阀，从受力分析方程和质量、动量和能量守恒方程出发，建立了控制阀数学模型并进行试验验证，采用数学模型对控制阀的特性进行了分析。
（2）变排量压缩机特性分析
试验研究和理论分析结果表明，当外部参数突变时，变排量压缩机动态过渡过程可以忽略不计，所以在汽车空调系统动态特性分析时可以采用变排量压缩机稳态模型。
提出了变排量压缩机模型关系图（图2），将控制阀数学模型、运动部件动力学模型和压缩过程模型结合组成变排量压缩机稳态数学模型，经试验验证可用于压缩机特性的定量分析。
吸气压力
质量流量排气温度
排气压力
图2变排量压缩机模型关系图
试验研究发现变排量压缩机活塞行程存在“调节滞区”，变行程方式下的参数关系变成多值对应关系，理论分析揭示出调节滞区是由于压缩机运动部件之间的摩擦力造成。
（3）变频压缩机模型建立
分析各个厂家提供的大量试验数据，提出变频压缩机的图形法建模方法，并发现变频压缩机存在有“零频率”特征。
利用“零频率”特征，在基频特性的基础上，分析了压缩机运转频率对压缩机性能的影响，拟合出压缩机制冷剂流量、输入功率公式，通过压缩机的能量平衡关系计算出压缩机排气温度，提高了变频压缩机模型的精度。
（4）热力膨胀阀
对汽车空调中常用的F型和H型热力膨胀阀进行试验研究，得出了热力膨胀阀静态过热度设定值、静态过热度特性曲线、增益及滞环、感温包时间常数等静态和动态特性。
对于热力膨胀阀流量计算，提出阀前状态修正系数概念。
基于试验研究结果，得出阀前状态修正系数是阀前干度函数的结论，将膨胀阀流量计算公式拓宽到阀前两相的应用范围。
对于球型快开阀，阀前状态修正系数?
可以拟合成阀前制冷剂干度xvi的函数：
xvi0.153
?
?
0.75?
0.25e
（5）蒸发器和冷凝器数学模型
?
采用集总参数法建立了管片式蒸发器和平行流冷凝器的动态数学模型。
采用分布参数法建立了管片式蒸发器和冷凝器的稳态数学模型，将换热器视为一类特殊的管路进行处理，一般的连接管路为光滑管，换热器的管路为肋片管。
模型考虑了翅片管式换热器连接形式多样的特点，将整个换热器分为一系列的微元段，通过各个微元段之间的连接关系的不同可以构造不同形式的换热器，对翅片管式换热器具有很好的通用性。
通过与试验数据的比较，该模型在传热计算和压力损失计算上误差分别小于为4%和10%，对于换热器的计算尤其是带有介质相变的换热器方面具有很高的精度。
2.3系统仿真软件
包括系统稳态仿真软件和动态仿真软件。
（1）系统稳态仿真软件
从分析VRF空调系统制冷剂管路特征出发，采用系统思想与分层理论，提出VRF空调系统的通用物理模型。
对于典型的热回收型MVRF系统，可以用图3所示的两相流体网络来描述。
100
1
2
3
B-1
NH
图3复杂制冷系统汽液两相流体网络模型
各个节点与支路之间的连接关系可以用如下的关联矩阵来表示：
?
?
n1?
?
n2?
?
n3?
n4A?
?
?
n5?
n6?
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n8?
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n9
b010?
1000000
b1?
100100000
b20?
10010000
b300100?
1000
b4000?
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b50000?
10010
b600000100?
1
b7?
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b80?
11000000
b9000?
110000
b100000?
11000
b11000000?
110
b12?
?
0?
0?
?
0?
0?
?
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0?
?
0?
?
?
1?
1?
?
建立的基于两相流体网络的VRF空调系统稳态模型，由分布参数法换热器、管路模型、图形法压缩机和电子膨胀阀模型构成。
将两相流体网络特性与制冷系统特性相结合，以能量守恒、动量守恒、质量守恒三个方程为控制方程，建立了复杂制冷空调系统仿真数学模型。
模型求解核心部分直接采用矩阵进行运算，迭代过程采用多参数集中迭代方法，更新采用Newton-Jacobbi或者Newton-SOR方法。
VRF空调系统稳态特性仿真软件的开发为复杂网路系统的特性分析、系统匹配和优化设计提供了有力工具，同时也为研究系统稳定性的VRF空调试验系统的改建完善奠定了基础。
（2）系统动态仿真软件
根据变排量压缩机稳态模型、蒸发器动态模型、冷凝器和储液干燥器动态模型、热力膨胀阀动态模型，按照变排量压缩机汽车空调制冷系统各部件参数关联图（图4），得出变排量压缩机汽车空调制冷系统动态数学模型。
图4部件参数关联图
系统动态过程中，压缩机活塞行程变化受压缩机排气压力、吸气压力和压缩机转速变化的影响，而活塞行程变化引起压缩机排量变化，通过系统又反过来影响压缩机排气压力和吸气压力。
根据对变排量压缩机研究可知，活塞行程变化十分迅速，所以变排量压缩机模型采用稳态
模型。
这样在动态模拟过程中，对于活塞行程变化的模拟，取0.01～0.05s小时间步长，每一个时刻采用上一个时刻的吸气压力Ps
i?
1
i－1
和上一时刻行程增大和行程减小的临界吸气压力Ps,cu,
i?
1
Ps,cd进行比较，判断活塞行程是否变化。
动态过程中试验值和计算值的比较可看出该动态模型能够很好地模拟变排量压缩机汽车空调系统的动态变化过程。
2.4系统稳定性试验研究
（1）变排量压缩机汽车空调制冷系统
在本项目建立的汽车空调动态特性试验台上进行了大量在大扰动情况下的系统稳定性试验。
图5为冷凝压力突然降低和突然增加对系统稳定性的影响。
当冷凝压力提高时，对系统扰动小，所以系统经过一个波动周期就稳定下来了。
当冷凝压力过度降低时，热力膨胀阀前出现两相，对系统扰动大，所以系统发生振荡。
这就说明制冷系统作为非线性系统，系统稳定性与外扰方向有关。
图5冷凝压力突变对系统稳定性影响
试验研究表明，对于给定制冷系统，大扰动情况下系统稳定性与制冷剂充注量、外扰的大小和方向有关。
从大量试验研究结果中归纳出一个重要现象，系统振荡总是出现节流装置进口两相或者蒸发器出口两相，但并不是所有的节流装置进口两相、蒸发器出口两相都会引起系统振荡。
也就是说节流装置进口两相或蒸发器出口两相是系统振荡的必要条件，而不是充分条件。
（2）VRF空调系统
根据VRF空调系统稳态模型的模拟计算结果，对原有VRF空调试验系统进行改建完善。
利用VRF空调试验系统，对该系统的稳定性进行了试验研究。
图6为VRF空调系统的振荡现象，吸气温度随时间发生等幅周期性变化。
对VRF空调系统的振荡情况分析发现，系统振荡并不是该系统的固有问题，该系统振荡主要是系统各分支控制不当造成，如果采用合适的控制策略和控制算法，就可以消除系统振荡现象。
由于控制问题不属于本项目研究内容，所以VRF空调试验系统由于控制而导致的稳定性问题未作为本项目的研究重点。
图6VRF空调系统中的振荡现象
2.5系统稳定性分析
（1）小扰动稳定性分析
小扰动稳定性分析主要是研究系统部件匹配和部件参数对系统稳定性的影响。
根据质量、动量和能量守恒基本定律，建立系统数学模型，然后对数学模型线性化和拉普拉斯变换，得出系统控制回路框图。
求出系统开环传递函数，取频率?
?
?
?
~?
?
，或取适当的频率段，作出Nyquist图，进行稳定性分析。
图7为?
?
0.01~?
?
的Nyquist图，可看出曲线不包围（-1，0）
从变排量压缩机汽车空调和VRF空调系统小扰动稳定性分析发现，现有系统匹配合理，不存在小扰动稳定性问题，所以本项目系统稳定性问题的研究重点放在大扰动稳定性问题上。
（2）大扰动稳定性分析
由大扰动稳定性试验研究得出，节流装置进口两相或蒸发器出口两相是系统振荡的必要条件。
图8为制冷循环在压焓图上的表示，在制冷系统动态变化过程中，循环中的四个顶点－状态点1、2、3和4可以代表整个制冷系统的状态变化。
当系统受到大外扰时，状态2和状态4
不会发生相变，所以它们的状态变化不会对制冷系统内部产生大的扰动。
而状态1（蒸发器出口）和状态3（节流装置进口）临近饱和线，所以大外扰有可能使得该两状态越过饱和线发生相变，此时将会对系统产生较大扰动，甚至会产生振荡。
前人对制冷系统稳定性研究均只关注蒸发器出口两相的变化，而未考虑节流装置进口两相的变化。
图8制冷循环
但是节流装置进口两相或蒸发器出口两相不是系统振荡的充分条件，所以本项目提出系统在外部大扰动情况下保守稳定域的概念。
保守稳定域定义：
保证系统不出现节流装置进口两相和蒸发器出口两相的外部扰动参数变化区域。
外扰参数变化方向和变化幅度在保守稳定域内，就可以保证系统不会出现节流装置进口两相和蒸发器出口两相，也就不会产生大扰动引起的系统振荡。
图9为变排量压缩机汽车空调制冷系统车速突然增加时保守稳定域以及系统初始状态、车速变化速率和初始状态阀前过冷度的对保守稳定域的影响。
对保守稳定域的分析发现，车速降低和蒸发器风档提高不会引起系统振荡；初始状态处于行程减小临界状态车速变化保守不稳定域要大于行程增大临界状态，转速变化速率越高，初始状态阀前过冷度越小，车速变化保守不稳定域越大；蒸发器进口空气温度越低，压缩机转速越高，越容易出现蒸发器出口两相的稳定性问题。
保守稳定域概念的提出和保守稳定域的确定丰富了大扰动情况制冷系统稳定性理论。
（a）保守稳定域（b）初始状态的影响
图9车速突增时的保守稳定域
3、项目组研究人员分工情况
项目组研究人员分工情况
4、人才培养
项目研究组中，共有2位博士后，2位博士研究生，3位硕士生的学位课题与该自然基金项目有关，现已有1位博士后出站，1位博士毕业，2位硕士毕业。
具体情况见下表:
5、课题展望
制冷系统稳定性问题是一个世界性难题，换热器中的两相流动传热、部件参数不匹配、蒸发器和节流装置环路控制不当、系统大外扰对系统大回路扰动、系统控制不当均有可能引起系统振荡。
随着节能和环保的要求不断提高和制冷技术的不断发展，压缩机的变容量控制、热泵机组控制、冷凝工况控制和电子膨胀阀应用将越来越多，这些都要建立在对制冷系统稳定性规律充分掌握的基础上。
在本项目的研究基础上，对不同情况制冷系统稳定性问题进行深入研究，将为更加可靠有效设计、控制制冷系统提供理论基础。
此外，如何有效地将本项目研究成果应用于实际，尚有许多工作要做。
国家自然科学基金资助项目结题报告
附表1、基金项目研究成果目录（栏目不够可自行增加）
第14页
第15页
第16页
注1、“成果类型”栏，分为“专著/期刊论文/会议论文/专利/获奖/其他”六类，请归类集中填写并单独编号；注2、“成果说明”栏，用于填写如刊物名、获奖类别、级别等必要的说明和便于其他人查询的信息，具体要求见撰写提纲；注3、“标注状态”栏，用于说明有无标注“自然科学基金资助”及项目批准号等，具体要求见撰写提纲。
第17页
附表2、基金资助项目统计数据表（本表是针对各种性质基金项目收集数据以便进行整体资助效果分析使用，并非要求每个项
目都具有以下各类成果，特别是成果推广栏目，主要针对重大项目或一些得到应用的项目，没有可空白不填。
）
第18页
国家自然科学基金资助项目结题报告
项目负责人签字及审核意见表
第19页
国家自然科学基金资助项目结题报告
国家自然科学基金资助项目经费决算表
项目负责人（签章）:
科研管理部门负责人（签章）：
财务负责人（签章）：
年月日年月日年月日
国家自然科学基金资助项目结题报告
附：
经费使用说明表
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∙荐语文结题报告
∙荐怎样写结题报告
∙荐课题结题报告的格式要求
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